智能化切削刀具有效优化生产率

如果切削刀具像电脑那样更加智能化,就可以把它们在不同加工条件下的性能特点植入软件中。有了这些信息,就可以通过在CAM软件的用户界面上进行一些调整,对所有加工任务(即使是常规加工)的加工参数进行修改,以优化生产率。 切削刀具供应商通常会聘用经验丰富的专家去访问加工车间,并针对特定的加工任务,推荐能提高生产率的刀具和加工参数。如果这种加工需要不断重复进行,那么这种技术服务可能极具价值,但如果这种加工只是偶尔为之,那么这种服务就只具有边际价值。 加工车间也可以参照有关的表格和规则,来修改和优化自己的数控加工程序,但除非是针对价值很高的加工任务,否则编程人员和机械师往往没有足够时间去掌握和运用这些知识。 如果切削刀具像电脑那样更加智能化,就可以把它们在不同加工条件下的性能特点植入软件中。有了这些信息,就可以通过在CAM软件的用户界面上进行一些调整,对所有加工任务(即使是常规加工)的加工参数进行修改,以优化生产率。这是由MastercamCAM软件的开发企业一一数控软件公司和刀具制造商伊斯卡公司得出的结论。这两家公司合作开发的一个项目,使伊斯卡“防颤振(ChatterFreeCF)”和“全合一(AllInOne)”系列刀具的用户可以充分利用伊斯卡的“高效加工(HEM)”规则,决速设置Mastercam的“动态铣削”刀具路径。当用户购买刀具时,可以将这中。之后,用户只需在Mastercam软件中了解高效加工工艺和应用要点,并点击设置即可。 虽然这种特定的合作主要侧重于型腔的高速加工,但它可能会导致刀具供应商、机床制造商和控制软件提供商在其他方面的进一步合作,将针对特定加工设备的“智能”数据库植入到CAM软件包中。由于担心打刀和损坏工件,加工人员在操作数控机床时,通常采用的切削速度都低于机床能够达到的速度。如果他们采用了更高的切削速度,同样出于对损坏刀具和工件的担心,许多操作者都会减小进给量。 这种加工方式通常并不正确。虽然在高速切削时,过大的切削力有可能损坏刀具,但主要的大敌是切削热。高速切削―即使采用较小的切削步长一一会产生大量的切削热。 随着切削速度的提高,刀具以更决的速度切除工件材料,产生更薄的切屑,这些切屑吸收并带走的热量减少。这是违反直觉的,但实际上,为了产生能将更多热量从刀身工件界面带走的较厚的切屑,就需要增大进给率。 这正是需要植入高效加工规则之处,这些规则基于实验研究结果,对进给量、切削速度和切削步长进行调整。在数控软件公司和伊斯卡公司的合作项目中,之所以选用Mastercam的“动态铣削”刀具路径,就是因为它是为全切深条件下(切深一般为切削直径的2~2.5倍)的大进给率铣削而设计的。这就使其可以用直径12.7mm的铣刀,以25~30mm的切深,高速铣制二维型腔。 采用“高效加工”和“动态铣削”,切屑厚度可达25mm,并具有足够大的体量来带走切削热。由此产生的切屑应该具有多种颜色一一而不全是黄铜色或深蓝色(五彩斑斓的颜色表明切屑在切削时被加热,随后又完全冷却)。全黑色的切屑表明切削温度过高,切屑被烧伤在这种情况下,如果用户希望保持相同的切削速度,就必须加大进给率,以增加切屑厚度当利用植入CAM软件的加工规则时,操作者无需根据直觉调整加工参数。伊斯卡的“高效加工”规则和刀具特征数据使Mastercam能够计算出合理的切削步长、进给率和切削速度,从而在条件激进的切削加工中保护刀具。当操作人员将该项目覆盖的某种伊斯卡刀具载入Mastercam数据库时,在前几个页面中会出现一些选项。例如,一个滑动条允许用户选择一个“高效加工”系数,通过数值1~5来选择自己所希望的型腔加工激进程度。当用户移动滑动条时,进给量和切削速度也基于输入些规则和表格输入CAM数据库的切屑负荷和表面光洁度而不断变化。一个下拉菜单提示用户选择一种切削步长(5%、7%或10%)。不允许选择更大的切削步长,因为它们会被认为过于激进,并有可能损坏刀具“高效加工”规则对“动态铣削”界面进行控制,并指导用户选择经过验证的切削参数。 采用“高效加工”规则的“动态铣削”是一种主要用于切削钢的高速粗加工方法,它不能用于加工耐热高温合金(如Inconel或钛合金),因为这些工件材料的“高效加工”规则尚未制定出来,而高温合金的加工方式与工具钢截然不同。 现有的版本最适合大量加工二维型腔的加工车间(如模具制造商)。例如,美国印第安纳州的一家模具车间切削加工根据目录购买的标准模架的A板和B板。最初,完成加工需要65分钟。后来,该车间转而采用伊斯卡公司的FeedMill铣刀(未采用“高效加工”工艺)进行加工,加工循环时间缩短到45分钟现在,采用“高效加工”工艺、“防颤振(CF)”立铣刀和“动态铣削”刀具路径,仅需15分钟就能完成加工“高效加工”工艺还消除了密集使用一台数控机床的瓶颈。该车间预期刀具寿命还能进一步提高,因为“高效加工”工艺是使用刀具的整个切削刃长度——而不仅仅是整体硬质合金立铣刀的刀尖——来进行切削。 在采用“高效加工”工艺之前,对自己的机床进行评估至关重要例如,如果操作者选择了某种“高效加工”系数,并希望采用12,000r/min的主轴转速,且该程序表示,机床必须以12.7m/min(500ipm)的切削速度进行加工,以产生合适的切屑负荷,对于某种机床和工件而言,这有可能实现,也可能无法实现。如果因为走刀变向过多(或由于机床速度有限),切削速度只能达到4.5m/min(180ipm),就会造成切屑太薄和刀具烧伤。在类似这样的情况下,就需要减小“高效加工”系数。 使用智能刀具并不能保证绝对安全。但是,即使在最高参数设置条件下使用,“高效加工”工艺也能安全达到粗加工生产能力。MastercamX5版本已在“动态铣削”模块中纳入了伊斯卡智能化刀具数据库,并在2010年发布上市。...

广西:东盟合作新高地 峰会机床展举办地

2012年伊始,面对国内外形势的新发展、新变化,商务部提出,“十二五”时期,要着力推动内需与外需协调发展,着力统筹“引进来”与“走出去”,着力实施更加积极主动和互利共赢的对外开放战略,着力提升商务发展改善民生的功能。要加快实施沿边开放战略,把广西建成与东盟合作的新高地,发挥沿边省区的区位优势,通过中国-东盟自贸区、大湄公河次区域等平台,建立与周边国家产业对接合作机制,共同打造跨境产业链。 中国-东盟自贸区“零关税”已正式实施二年,二年来中国-东盟自贸区优势凸显,90%的商品已逐步实施零关税,自贸区成为世界上最具活力和发展潜力的区域。中国与东盟贸易的互补关系主要是资源结构和产业结构的差异造成的,即中国需要东盟国家的资源及相关制成品,东盟需要中国的机电、机床等产品。新的历史机遇下,我国企业走出去是战略的重要一步,中国的机床、模具等产品性价比优越,正逐步欧美成为东盟国家采购商的首选,我国机械行业正面临着千载难逢的发展机遇。 据不完全统计,中国现有机床保有量在800万台左右,是世界上机床保有量最大的国家。据中国机床工具工业协会公布的最新数据,去年前三季度,中国机床工具行业仍然保持了较高速的增长,但是相比2010年,其增势已逐步放缓,并开始呈现缓慢回落的趋势,但出口到国际新兴市场的大型及数控机床一直呈上升态势。现阶段我国高端产品接近或达到了国际先进技术水平;国产中高档数控机床在国内市场占有主导地位,在航空航天、船舶、汽车制造、发电设备等关键零部件加工中得到实质性的应用;并拥有一些掌握核心知识产权、具有国际竞争力和影响力的机床工具企业(集团);培育了一批国际知名的国产品牌。 东盟国家对中国装备制造业走进东盟也产生了浓厚的兴趣,并对中国制造企业到东盟投资办厂寄予厚望。随着中国和东盟国家的基础设施建设的加大,工业装备类产品需求量大幅增加。经过近几十年的发展,“中国制造”产品质量、性能大幅提高,部分产品质量可与德、美、日相媲美,价格却便宜很多。东盟国家每年都要从中国进口大量工业装备类产品,作为东盟国家的老邻居,东盟国家更愿意跟中国做生意,我国工业装备产业正面临着千载难逢的发展机遇。 去年1-9月,机床工具行业累计完成工业总产值4721.7亿元,同比增长33.5%。累计完成产品销售产值4580.1亿元,同比增长33.3%。机床工具产品累计进口152.7亿美元,同比增长38.5%。其中金属加工机床进口99.1亿美元,同比增长51.4%。机床工具产品出口65.6亿美元,同比增长29.5%;其中金属加工机床出口17.4亿美元,同比增长31.7%。东盟国家成为中国机床出口的重点区域。 受东盟自贸区火热影响,占尽天时地利的 “峰会工业装备展”一跃成为中国-东盟自贸区域最大规模的专业工业装备类展览会,据组委会消息:本届大会已报名企业汇集了小松、ABB、西门子、欧立美克、汉达、北一、大族、中星数控、大同等众多行业知名企业。展会在东盟10国、北京、南宁、青岛等地同步招商,预计展出规模将超过40000M2,中国和东盟国家的政府部门、商协机构将组织300多个专业采购团体参会。详情参阅官网(www.broade.com)。 “十二五”期间我国机床行业将进一步加快结构调整和转变发展方式,为行业健康持续发展创造条件和环境。重点发展产品和技术,除了四大主机(金属切削机床、金属成形机床、铸造机械、木工机床)、功能部件和机床附件,中高档数控系统外,切削工具及量具量仪、磨料磨具、超硬材料及制品也在规划之列;重大技术研究主要为基础、共性技术研究和关键技术研究。...

富耐克:引领钎焊PCBN刀具新技术

聚晶立方氮化硼(PCBN)作为利用人工方法合成的硬度仅次于金刚石的新型刀具材料,是目前高效率、高速度、高精度切削铁系金属新一代刀具材料之一。在制造行业,机械零件的性能在近一二十年有了大幅度的提高,尽管刀具材料也在不断发展,可还是出现了刀具材料和被加工材料之间不相适应的状况。随着现代切削技术的发展,高速度、高精度、高效率、干式加工方式已经成为新型切削技术的需求。新型的PCBN刀具,已成为绿色切削、现代切削不可缺少一部分。 PCBN刀具在中国已经¬发展了近30多年,其刀片设计的初衷,主要应用于精加工和超精加工,无论是国内还是国外,因而使用的数量和占用比例始终有限。这其中的原¬因主要是刀片的韧性受到加工条件的约束,以及刀片的应用范围和刀片的品种、昂贵的价格等。随着刀片制造技术的发展,河南富耐克超硬材料有限公司(以下简称“富耐克”)的PCBN刀具取得了重要进步,其刀片的物理性能、生产成本等都发生了重要的变化,无论从价格上还是从品质上也都发生了革命性变化。 据富耐克总工程师张太和介绍,富耐克自1988年成功合成中国第一颗高品级立方氮化硼CBN磨料以来,通过精湛的技术和先进的装备,对产品不断的改进和研发,建立起了专业化、大规模生产的资源平台,产品种类齐全,涵盖了CBN单晶、微粉、镀覆、树脂金刚石等全系列超硬磨料及性能卓越的CBN超硬刀具。2003年,富耐克开发出高性能、经¬济性、多品种的立方氮化硼刀片。“随着技术的发展,如今,新型PCBN刀具不仅能广泛的应用于精加工、半精加工和超精加工,也可用于粗加工,不仅适合于轻载切削,也适合于重载切削、断续切削、不稳定切削。”张太和介绍说。 CBN或成为未来刀具新材料重要方向 据张太和介绍,目前使用的刀具材料种类繁多,主要有金刚石、立方氮化硼、陶瓷、金属陶瓷、硬质合金和高速钢等。不同刀具材料具有不同的性能,并有其特定的应用范围。其中,金刚石材料包括天然金刚石、人工合成单晶金刚石、聚晶金刚石和金刚石涂层等,天然金刚石是最昂贵的刀具材料,由于天然金刚石可以刃磨成最锋利的切削刃,主要应用在超精密加工领域。聚晶金刚石是以钴作为粘结剂,在高温高压下由金刚石微粉压制而成的。聚晶金刚石刀具具有优异的耐磨性,可用来切削有色金属和非金属材料,精加工难加工材料。 “立方氮化硼(CBN)与聚晶金刚石一样,也是在高温高压下人工合成的,其多晶结构和性能也与金刚石类似,具有很高的硬度,很好的导热性,很小的热膨胀,较小的密度,较低的断裂韧性。此外,立方氮化硼还具有卓越的化学和热稳定性,同铁族元素几乎不发生反应,这一点要优于金刚石。”张太和认为,立方氮化硼比聚晶金刚石的刀具更适合加工黑色金属。 “聚晶立方氮化硼(PCBN)是由CBN微粉与少量结合剂烧结而成的多晶体,PCBN自1973年研制成功以来,经¬过众多材料专家及刀具专家的努力,PCBN材料及其刀具已完全进入实用阶段,在工业发达国家PCBN刀具已广泛应用于汽车、重型机械等机械加工行业。”张太和介绍说,聚晶立方氮化硼(PCBN)特别适合于加工铸铁、耐热合金和硬度超过HRC45的黑色金属(如发动机箱体、齿轮、轴、轴承等汽车零部件)。“PCBN刀具适合于高速干切削,可以用2000m/min以上的速度高速加工灰铸铁。PCBN刀具在高速硬切削方面的应用也比较广泛,尤其是精加工汽车发动机上的合金钢零件,如HRC60~65之间的齿轮、轴、轴承,而这些零部件过去是靠磨削来保证尺寸精度和表面质量的。” “众所周知,硬质合金刀片主要成分为碳化钨,而钨是一种稀缺资源,尽管我国是富钨的国家,但照目前这种开发和使用程度,碳化钨资源会迅速减少,有专家预测,未来60年后,也许将会枯竭。那么新一代PCBN刀具将会在未来切削领域发挥更大的作用。”张太和预测,未来新型刀具材料的发展,立方氮化硼材料将会在黑色金属切削领域确立更重要作用。 张太和认为,未来将重点发展新刀具、绿色切削刀具,金刚石、立方氮化硼、陶瓷三大刀具类将会占领更大的刀具市场。“金刚石刀具不耐高温,适合加工铝合金、石材等,但不太适合加工黑色金属。和陶瓷刀具相比,立方氮化硼具有更好地抗冲击性,而陶瓷虽然很硬但也很脆,适应能力较差。因此,立方氮化硼应该是未来新刀具材料最好的选择。” 新型钎焊PCBN刀片 据张太和介绍,立方氮化硼的力学和热学性能受粘结剂的种类及其含量的影响。“现在常用的粘结剂有钴、镍、碳化钛、氮化钛、氧化铝等,CBN的颗粒大小和粘结剂种类影响到其切削性能。低CBN含量(质量分数,下同,50%~65%)的PCBN 刀具主要用来精加工钢(HRC45~65) ,而高CBN 含量(80%~95%)的PCBN刀具用来高速粗加工、半精加工镍铬铸铁,断续加工淬硬钢、烧结金属、硬质合金、重合金等。”据张太和介绍,不含粘结剂的CBN正在研制当中,通过控制合成条件使CBN颗粒更微细,微细颗粒的CBN即使在高温下也具有高热导率、极高热稳定性、高硬度和高强度。张太和认为,无粘结剂的CBN可望成为下一代刀具材料。 在富耐克开发的最新钎焊刀片之前,钎焊刀片都是硬质合金上面附着了一层立方氮化硼,这种物理化学结合的方式,造成两层之间收缩比相差较多,受热时容易脱层开裂。且过去都是用银焊接,不耐高温,一般最高温度也就六七百度。“之前的其他钎焊刀片一般焊1个尖或者2个尖,最多焊4个尖,富耐克研发的最新研发的钎焊技术能焊8个尖,上下面都可以焊接。其难度就像要把石头和金属焊接到一块,富耐克的工程师花费2年多才研究成功。”张太和介绍说,富耐克最新研发的钎焊技术,耐高温可达到900度以上。“富耐克最新研发的钎焊技术被中国刀协¬的几名专家称为开创了中国钎焊刀具的新时代,这种焊接技术已申请国家专利。” “和其它的钎焊刀具不同的是,我们采用直角焊接,我们这种焊接方式可用于典型的断切削,如齿轮的键槽等,粗糙度可达Ra0.8以内,可用于连续和断续加工。”张太和介绍说,“过去人们总认为立方氮化硼刀片只能用于高速切削,只能加工硬工件,只适用于精加工和超精加工,况且一般只用于轻载和稳定加工。但是我们研制的最新钎焊刀片具有很好的抗冲击性,可以实现大的切削深度,既可以用于高速切削(200~2000m/min)、也可以用于中速和低速切削(5~60m/min),既可以连续切削也可以断续切削,既可以加工难加工的硬质材料,也可以加工硬度较低的软质材料,不仅适合于轻载稳定切削,也可应用于重载断续切削。”张太和认为,富耐克这种钎焊新技术正在改变着人们对立方氮化硼的认识。 “随着技术的不断发展,现在富耐克生产的钎焊立方氮化硼刀具的铣削切削速度能达到3000m/min左右,车削速度能达到2000m/min,粗糙度能达到Ra0.8以内,切削效率是硬质合金类刀具的5~8倍。” 富耐克未实施任何切刃处理的PCBN刀片,其锐利的切削刃特别适合精加工,在加工铸铁时,切削刃越锋利,越有抑制毛刺、及加工表面边缘的小崩口等问题的发生。而通过实施对切刃各种方式的钝化抛光处理,可以适合各种场合的切削条件,尤其对粗加工、断续切削,对抑制刀片发生微崩刃,有更明显的效果。据张太和介绍,富耐克根据不同的使用条件和使用场合,推出了8个牌号的PCBN产品,有适合粗加工的,也有适合精加工的,有适合铁的,也有适合钢的。其中还有2个适用于任何场合、任何条件的牌号,这种通用性的牌号可以避免频繁换刀造成的麻烦。 富耐克最新推出的钎焊PCBN刀片因采取CBN最新钎焊技术,不会发生开层、开裂。由于有更厚的CBN聚晶体,比市场现有钎焊刀片有更高的抗冲击能力,而采用特殊工艺钎焊使刀片有更高的耐热性。“虽然立方氮化硼在市场上出现已久,但应用我们最新钎焊技术的刀片还只有我们一家,目前在市场还没有竞争对手。”张太和自豪地说。...

海德汉2012年将推出的新产品介绍

2012年,海德汉公司将推出众多新产品,包括数控系统、光栅尺、编码器和测头等。公司还将参加4月南京的CCMT,5月上海的模具展及6月北京的CIMES,届时欢迎广大客户参观。1.数控系统海德汉TNC 640轮廓加工数控系统适用于车/铣复合加工机床,具有如下铣削和车削加工编程特点:①允许在同一个程序中用所熟悉的海德汉对话格式语言和相同的术语;②完整全面的加工循环;③用户界面友好,编程辅助功能强大(例如FK自由轮廓编程,图形清晰逼真)。车/铣复合加工编程具有以下特点:①自动调整数控系统进入相应操作模式,例如切换直径显示方式;②支持任何结构的机床使用倾斜面加工。该系统还具有全新风格的键盘和显示器设计及大型尺寸19英寸显示器等。2.封闭光栅尺(1)LC系列绝对式封闭直线光栅尺具有如下特点:①DIADUR光栅;②功能安全 (选装项);③LC 415:读数头高度小;④LC 115:双密封条设计抗污染能力更强。技术参数为:精度等级:±5μm,±3μm;分辨率至1nm;EnDat接口(也可用于发那科、三菱和西门子系统);• 测量长度:LC 415:至2040mm,LC 115:至4240mm。(2)LC 200用于大长度测量的绝对式封闭直线光栅尺,主要应用在直线轴最大长度至28 m的机床。具有如下特点:①大行程测量的绝对式位置测量系统;②单体钢带光栅尺的METALLUR光栅;③安装尺寸兼容LB 382;④安装方便。技术参数为:精度等级:±5µm;分辨率:10nm;EnDat接口(将开发支持发那科和三菱系统的接口);测量长度长达28040mm。(3)LF用于高精度应用的增量式封闭直线光栅尺,主要可以应用在精密机床,例如坐标镗床和磨床上,以及机床的直线电机。具有如下特点:①温度特性接近钢材和铸铁;②插入式电缆;③钢基体的SUPRADUR相位光栅尺;④信号周期小;⑤抗振性能好;⑥测量方向刚性好;⑦LC 485:读数头高度小。技术参数为:精度等级:LF 485: ±5μm, ±3μm,LF 185: ±3μm, ±2μm;信号周期:4µm;1 VPP接口;测量长度:LF 485: 至1220mm,LF 185: 至3040mm。3.角度编码器ERA 7000和ERA 8000增量式无内轴轴承角度编码器,主要应用于大型回转工作台、摆动轴和天线和大型望远镜。具有如下特点:①高精度;②多种直径规格;③整圆和非整圆版;④钢带光栅尺的METALLUR光栅;⑤结构紧凑。技术参数为:直径:400mm;钢带光栅尺精度:±5µm/m;1 VPP接口。4.工件测头和刀具测头可广泛应用于铣床、加工中心、车床和磨床,具有抗磨损的光学传感器。(1)TS 460/TT 460的特性为:①复合技术的信号传输,无线信号(传输范围大)和红外线(信号传输速度快精度高);②TS 460和TT460共用的收发单元;③避免碰撞和温度影响(TS为选配)。(2)TS 260/TT 160的特性为:①电缆传输信号;②通用接口;③超小体积。5.通用串行接口的编码器可应用于机床、直线电机和回转和摆动工作台等。具有如下特点:①多种串行接口的绝对式直线光栅尺和角度编码器:EnDat;用于西门子系统的DRIVE-CLiQ(仅限光栅尺);发那科的Þ接口和Þi接口;三菱高速串口;②安装尺寸和安装方式完全相同;③无需任何其它接口电路。(来源:海德汉公司)...

汉威机床:中国机床漫步世界舞台

汉威机床公司创建了世界首家机床试验室,进行机床结构优缺点的对比试验。其后,慕尼黑大学、斯图加特大学、汉威大学等均先后成立机床实验室,围绕机床生产和发展趋势进行课题研究。中国机床在金属切削机床拥有量和产量中,粗加工机床少,精加工磨床多。他们特别重视刀具、砂轮的先进性、高质量,使机床能充分发挥性能和效率。在主机设计上,技术精湛、结构变化较多,各类机床系列完整,金属切削机床和成形机床的品种在3000种以上,尤其是各种齿轮机床、刀具磨床品种更为齐全与主机配套的基础零部件、刀具、NC系统等性能先进,并有多家全球着名的名牌企业和名牌产品。如生产液压件的,品种、系列、规格齐全,在80年代后期,我国多个厂家引进了该公司的产品,并进行合作地,中国机床也世界闻名。 高度重视机床系统的工艺、结构、零件、基础理论与应用技术的深入研究。与美国相比,德国更偏重于高、精、尖技术研究;与日本相比,更偏重于应用技术开发。公司创建了世界首家机床试验室,进行机床结构优缺点的对比试验。其后,慕尼黑大学、斯图加特大学、汉威大学等均先后成立机床实验室,围绕机床生产和发展趋势进行课题研究,如激光发振器、激光机床、直线电机、直线电机机床及各种先进的高精、高效、高自动化机床等,并大力研究柔性制造、模块化设计,通过采用新技术,降低成本,提高设备效率、开动率,提高机床可靠性及产品质量。企业具有勇于开拓创新的精神。20世纪70年代,阿亨工大开发出了强力磨削机床,将加工效率提高了十几倍甚至几十倍;之后又研制出了双主轴“全加工”车床、倒立式车床,还开发出了涂层刀具、CBN砂轮等,使切削、磨削效率成倍提高.公司研究开发出多种加工复杂刀具的先进NC工具磨床,极大地提高了不同复杂程序、不同批量的零件加工效率。...

模具制造业为刀具厂商带来机遇与挑战

制造业的飞速发展不仅带动了国内模具产业的繁荣,也对国内的模具制造商提出了越来越高的要求:交货期进一步缩短,高端模具产品供不应求。面对庞大的市场需求和激烈的市场竞争,模具制造企业面临提高模具产品档次和降低制造成本的双重压力,而这种压力也必定会向供应链的上下端传递,因此相应地对工具(刀具)行业也提出了新的要求。 近几年,我国刀具企业的产品水平逐年提升,刀具企业之间的竞争也日益激烈,放眼全国,大大小小、国内国外知名的刀具厂(刀具代理商)比比皆是,山特维克、瓦尔特、伊斯卡、蓝帜、KORIOY、戴杰、日立、三菱、肯纳、株钻、厦门金鹭……为了参与竞争,各大刀具厂商也是绞尽脑汁,不断从产品性价比、技术服务解决方案等方面提升核心竞争力。面对琳琅满目的刀具市场,模具厂该如何选择?相对于机床,刀具在整个制造业成本中所占的比重仅有3%~5%,但是其发挥的作用却不容忽视。机床可以为模具生产提供良好的运动和控制平台,但是真正完成切削加工作用、和工件直接接触的却是刀具,工件的形状、尺寸、精度、表面形貌等都是要通过刀具的作用来实现。机床的运行是否充分、工件的切削是否合理与刀具的选用、性能高低、质量差异、工艺等的确定紧密相关。刀具可以完成模具的粗加工、半粗加工、精加工、余量铣削和一次(或二次)清根,把最粗糙的模坯加工成满足各种需求的工件成品。采用先进、高效的刀具还能为模具制造企业降低加工成本、提高生产效率大有帮助。刀具厂商的生存手册市场的激烈竞争必然会给刀具厂商带来更大的压力,但从对整个刀具行业的发展和刀具用户的角度来看,竞争是有好处的,有竞争才会有更大的进步。竞争导致的最直观的结果就是产品价格的下降和服务品质的提升,以满足市场和客户的需求,刀具行业亦如此。对刀具厂商来说,一方面要不断提升刀具的性价比来满足模具企业的需求,另一方面还要降低自身制造成本提高服务品质以参与激烈的市场竞争。快速反应的技术解决方案模具制造企业降低成本很重要的一个途径就是提高切削效率,降低生产制造中的单位成本。而这不仅可以通过提高切削速度、加大切削用量来实现;还可以通过减少辅助时间(如刀具更换时间等)以及尽可能地降低某些工序出现故障的机会来实现。这就对刀具供应商的技术解决方案能力提出了更高的要求,要能够分析和发现与刀具有关的生产过程中出现的切削加工问题的原因和影响因素,并对刀具的有关问题作出及时的响应,快速发现问题并提出解决问题的方案和建议,必要时还要很快到达问题现场,对刀具本身的各个要素严格控制和做出合适、及时的改进和优化,提供完善、及时的售中和售后服务。日本戴杰公司不仅在中国各大城市设立了经销点,而且还在上海设立办事处,并委派了高级技术人员提供售前服务和售后的技术支持和服务。系统工程的统筹能力实际生产经验表明,刀具切削加工问题的解决是一个复杂的系统工程,在模具加工中,系统的输入是生产的要求,系统的输出是通过加工过程所获得的加工结果,在这个系统中存在多个因素和变量,机床、夹具、刀具、切削液、工件材质、毛坯状态等,其中刀具本身又是一个存在很多变量的子系统,刀具的结构、切削刃的几何形状、刀具的材料、表面的涂层等,所有这些变量之间相互交叉、相互作用,例如,浓度不合理或种类不合适的切削液不仅会导致刀具寿命变短,还会造成所加工工件出现异常情况;参数配置不合理的机床不仅不能使刀具发挥应有功能,还可能带来刀具的崩刃、断裂等。新技术的开发来源于实际的生产实践,瓦尔特公司与客户日本牧野机床建立了长期的技术交流合作关系,以不断调整刀具与机床的共谐性,最大程度地提升机床的加工效率。因此,对刀具厂商来说,一方面要在刀具技术上不断努力已达到模具制造企业所要求的水平,另一方面还需要加强同机床厂商、夹具厂商、切削液厂商、材料厂等加强合作,当加工中出现异常情况时,需要从系统工程的角度分析和解决问题,而不能单一地只看到系统中的刀具问题,要从系统角度来考虑问题,分析相关的各个重要因素,提升在切削加工中对系统工程的统筹解决能力。不断创新的技术能力在全社会都提倡创新的氛围下,刀具当然也不例外。从近几年的展会上可以发现,创新确实被许多企业所重视,特别是一些著名的国外机床工具企业,很多企业开发了更先进的刀具,例如展开式刀具,刀头刀片只是整套刀具中的一个组成部分,整套刀具还包含了传动和控制机构等,这种刀具的生产效率很高;组合刀具(复合刀具),一把复合刀可以解决原先多个工位多道工序的加工,而且减少了多次换刀的辅助时间,有利于提高加工精度和加工效率;等等,因此也更受到客户的信赖和支持。例如,刀具的刚性与刀具的悬伸量成反比,使用球头立铣刀进行仿形铣的时候,要求刀具必须有很大悬伸量,因此,在设计立铣刀时,为提高刀具刚性,通常会在刃部和柄部之间加入带有锥度的颈部,但当直壁较高时,这种方法是不行的,为了解决模具加工中直壁的高效、高精加工,日本OSG开发了FXS-MFE立铣刀,在直壁加工中,采取阶梯式加工,实现了高速加工。就国内工具企业来说,很多企业发展非常迅速,如株洲钻石、厦门金鹭等企业,但是从整个行业发展来说,国内企业在技术创新方面整体上还是逊于国外企业的。高性价比的产品系列为了进一步完善刀具的产品系列,山高公司成功收购了法国刀柄和镗刀制造公司EPB公司以及荷兰生产整体硬质合金铣刀的Jabro公司。激烈的市场竞争、降低制造成本和提高生产效率的多重压力使模具制造企业必须选择高性价比的刀具产品,这也是刀具企业参与市场竞争面临的真实现状。粗加工刀具不仅需要能快速、高效工作,而且要能承受高温、高压和耐磨损;精加工刀具要能改善模具的尺寸、形状和表面粗糙度,减少甚至省去手工修磨,从而大大降低模具制造企业的生产成本和缩短模具的制造周期,提前交货。刀具厂商提供给客户的刀具的几何特征参数要尽可能多和详尽,如种类、直径、刃长、悬伸以及配套机床的有关参数等,并能根据客户的要求提供满足需求的刀具产品和进行有关调试工作,以使模具企业能尽快让刀具投入生产,提高生产效率。面对庞大的模具市场需求和激烈的市场竞争,国内外各大刀具厂商都在提高产品的性能、保证产品的质量、降低产品的成本和提高产品的性价比等方面下功夫,相对于国外领先的刀具技术水平,国内刀具不仅要在技术管理上努力,更要独辟蹊径,寻找差异化竞争。例如,目前国内能提供高性能、高精度的修磨、调刀设备方面的制造商仍然不多,主要还是瓦尔特、帕莱克等一些国际知名企业,国内企业在这方面显示的力量还较少,因此,对国内更多的刀具企业来说也是一个很大的市场空间,选择竞争不太激烈的市场空间,进行差异化竞争,也许会开创出一番不同的天地。...

周济:我国机械产品数控升级进入最佳机遇期

“我们有一个共同奋斗目标:经过5~8年,中国的机械产品全面升级为‘数控一代’。”近日,2011年中国机械工程学会年会在武汉召开。中国工程院院长、中国机械工程学会理事长周济院士在主题报告中指出,我国机械产品“数控升级”进入最佳机遇期。到2030年,中国的机械产品走到世界前列,为中国的现代化做出基础性、战略性的贡献。数控发展条件具备周济表示,当前我国机械工业正处于产品数字化发展时期,全世界的机械工业也正处于产品数字化发展时期。由“电气一代”到“数控一代”是一场深刻的变革,必然要经过艰难的攀登过程。在这方面,西方发达国家已经先行了60年,还要经过数10年才能完成这样一个历程。“现在面临的形势是,一方面要数控技术应用于中、低档机械产品,以提升产品的市场竞争力;另一方面要攻克高端数控机械产品,以满足经济、社会、国防等方面日益提高的需求。”周济说。“目前,我国的数控技术已发展到技术成熟、质量可靠阶段,全面推广应用的条件已经成熟。”周济表示,数控技术落后是长期制约我国机械产品创新与质量的重要因素。经过多年对数控技术的持续攻关,我国数控产业已基本形成,国产经济型数控系统已主导国内市场,中档数控系统形成了产业规模,高档数控系统也已掌握关键技术。“此外还有一个重要因素是,我们在人才队伍建设和应用示范方面取得了良好进展。”周济指出,经过多年努力,我们已经培养了一批掌握数控技术、机械设计与制造技术、产品领域知识等复合型知识结构的人才,为数控机械产品创新打下良好基础。“数控一代”工程2011年初,18位院士提出了关于实施《“数控一代”机械产品创新工程》的建议,得到中央领导同志高度重视,科技部、工信部、发改委等深入调研、认真部署,已于近日正式启动了《“数控一代”机械产品创新应用示范工程》。《“数控一代”机械产品创新工程》既是数控技术应用工程,更是机械产品创新工程;既有机械工业发展强大需求的推动,又有成熟数控技术的支撑;要充分发挥我国的制度优越性,采取协同创新技术路线,在整个机械行业推进有组织的创新。该工程的战略目标是:在机械行业全面推广应用数控技术,在5~8年内,实现各行各业各类各种机械产品的全面创新,使中国的机械产品整体升级为“数控一代”,为我国机械工业由“大”到“强”的跨越式发展做出重大贡献。建议制定总体规划周济建议制定国家与各行业、各地方、各企业的数控化机械产品创新升级的总体规划和推广计划,并努力加强相关行业数控机械产品技术标准的制定。科技部、工信部等国务院有关部门将实行强有力的领导,建立领导机构,推进顶层设计,提供政策和资金支持,加强宏观管理。建立各个层面的产学研用创新联盟,将各行业、各地方具有技术优势的生产企业、高校、研究院所、用户企业组织起来,形成数控机械产品创新联盟。此外,他还建议,从全国范围内筛选代表性区域、行业和企业,由国家重点支持实施示范工程,然后在全国范围内全面推广;加强对数控机械产品共性关键技术的技术攻关,进而在行业内和地区内进行全面推广应用;学校、科研机构全面动员,大力开展数控机械产品创新设计的人才培养与专业培训,特别是要广泛动员与强力组织对广大企业家和设计工程师的培训。(来源:中国工业报)...

全球数控切割机床生产技术及贸易状况分析

数控切割加工具有效率高、质量好、成本低等诸多优势而为国内众多的机械加工及周边行业所青睐。由于引入数控切割技术及相关设备时间并不长,经过近十余年的消化吸收,国内一批有规模、有实力的生产企业开始推出拥有完全自主知识产权的数控切割机品牌,并得到了国内外市场的认可。  从全球行业比较来看,主要数控切割机床生产基地主要分为亚洲、欧盟、美洲三大地区,其中欧盟以欧洲数控切割机床协会最具代表性,而亚洲主要生产国为中国、韩国、日本,两大基地几乎占据全世界生产总值,而三大生产基地同时也是三大主力消费市场。   就现阶段情况来看,国内数控切割机品牌的主要优势目前还体现在价格经济方面,在技术层面与国际诸多品牌还存在一定的差距。  当今世界科学技术发展日新月异,正孕育着新的革命性突破。加工技术进入亚微米、纳米级超精加工时代,网络化制造技术方兴未艾,绿色制造正在兴起,以数控机床为技术平台的数字化制造提升了智能制造的新阶段,技术集成和技术复合已成为数控机床技术最活跃的发展趋势之一。国际模具及五金塑胶产业供应商协会秘书长罗百辉认为,我们要成为机床强国,还有一段很长的路要走。从社会、经济发展的大趋势来看,机床作为生产工具和功能产品,其产品创新今后若干年的焦点可以概括为以下4个方面:  (1)生态机床。绿色制造是可持续发展的前提。  什么是绿色生态机床呢?绿色生态机床的愿景应该具有以下几个特点:  机床主要零部件由再生材料制造。  机床的重量和体积减少50%以上。  通过减轻移动部件质量、降低空运转功率等措施使功率消耗减少30%~40%。  使用过程中的各种废弃物减少50%~60%,保证基本没有污染的工作环境。  报废后机床的材料100%回收。  绿色生态机床提出的全新理念是:减少机床的重量,节省材料,同时降低机床使用时的能源消耗。  机床必须体现节能减排、以整体效益为本的评价标准。多年来,精度、速度、功率等测度的机床能力指标是机床产品的主要追求目标。当前在阻止环境恶化的压力下,工业生产需要全方位地降低对环境的负面影响,机床的发展方向也应该从提高能力指标转变为提高效益指标,以更少投入获得更多产出。  机床绿色化的主要途径是:采用新结构和新材料,减轻移动部件质量,达到节能;采用干切削和MQL实现减排,注意排屑路径畅通,热移除迅速,保证不由于采用干切削和MQL而造成机床热变形,影响加工精度。  (2)聪明机床。基于互联网和计算机技术的智能化是机床进一步延伸人的脑力的体现。智能化可以提高机床工作的稳定性和可靠性。聪明机床能借助各种传感器对自己的状态进行监控,自行分析机床状态、加工过程以及周边环境有关的信息,然后自行采取应对措施来保证最优化的加工。换句话说,机床已经进化到可发出信息和自行进行思考及调节。例如,能减小振动的主动振动抑制,能控制热位移的智能热屏障,能防止部件碰撞的智能安全屏障,语音提示和短信通知以及按照加工要求帮助选择切削参数等。  聪明机床其实是一个完整的加工系统,而该加工系统的实质又是制造系统的网络化和智能化。  系统动态优化。将相关工艺过程和设备知识集成后进行建模,进行系统的动态性能优化。  设备自适应化。开发新的测量方法、模型和标准,在运行状态下对机床状态监控,借助在线测量、传感和实时分析进行自我诊断和误差补偿,提高机床的工作性能。  采用新一代数控系统。与STEP-NC兼容的接口和数据格式,使基于CAD模型的机器控制能够无缝运行。  在加工过程中直接测量刀具磨损和工件精度的方法。  (3)客户化。从大批量生产向大规模定制转变是制造业总趋势,机床产业也不例外。当好用户的工艺师、为用户创造价值不是一句空话,用户生产的产品是不同的,对机床设备的要求也当然各异。例如,复合加工机床的目标是一个复杂工件在一台机床上加工完毕,不同工件有不同的工艺过程和加工方法,复合机床的配置就应该有所不同。可以预见,相当一部分只专注生产和销售传统通用机床的企业将被为用户提供模块化、可重构、柔性化的全面解决方案的竞争者逐步取代。  为了争取更大的销售亮点,国外公司将服务经济的理念用于机床的销售中,传统的机床维修保养服务受到不同的冲击,从而发生了很大的变化。传统的数控机床维修服务已经拓展到怎样帮助用户创造价值,提高生产力,达到效益最大化。为客户设计解决方案,才是共同发展的基本战略。  (4)软硬结合。传统的机床制造商在销售机床产品时通常不提供软件产品,即使是数控机床,其数控系统的软件也是由系统供应商植入数控系统之中,并非由机床制造商提供。随着机床加工对象的形状越来越复杂、数控机床的功能不断扩展、控制轴数的逐渐增加,要充分发挥机床的最大效益、保证用户以最高的工艺安全性和高效率地进行加工,就必须依靠软件的支持。  2010年,世界28个主要数控切割机床生产国家和地区产值达663亿美元,同比2009年的547亿美元增长了21%。在世界数控切割机床产业的复苏过程中,中国起着主导作用。中国已连续多年成为世界最大数控切割机床消费国和进口国,2002~2005年期间,进口数控切割机床在中国数控切割机床消费中,平均占62%。2006~2010年期间,中国国内数控切割机床企业和一些外资数控切割机床企业逐步扩大市场份额,2010年进口数控切割机床在消费中占比为33%。...

2011年12月份中国制造业PMI回升至50.3%

国家统计局、中国物流与采购联合会1日发布的数据显示,2011年12月份中国制造业采购经理指数(PMI)为50.3%,比上月回升1.3个百分点,重新回到临界点之上。中国物流与采购联合会分析报告指出,受元旦和春节节日效应提前释放带动,12月份中国制造业PMI比上月回升1.3个百分点,显示出当前经济增速回落的态势趋于稳定,但增长动能仍相对较弱。12月份制造业PMI的11个分项指数中,产成品库存指数、从业人员指数、供应商配送时间指数比上月下降,其中产成品库存指数下降较为明显,降幅为2.5个百分点;新订单指数、生产指数等8个指数比上月上升,升幅多在1个百分点以上。国务院发展研究中心宏观经济部研究员张立群分析认为,12月份PMI回升,表明未来中国经济增速不会出现大的滑坡。制造业PMI是国际通行的宏观经济先行指标之一,通常以50%作为临界点,高于50%时,反映制造业经济扩张;低于50%,则反映制造业经济收缩。2011年11月份,中国制造业PMI32个月来首次低于临界点。(来源:新华网)...

我国数控技术将推动齿轮刀具的发展

数控技术的发展极大地推动了机床向数控、高速、高效和复合方向快速发展,为了满足高精和高效切削加工的需要,近年来,国内外齿轮刀具的研发也与数控高效机床的发展保持了同步并取得了很大进展,这些进步主要依赖于几个方面:更先进的设计技术,更先进的数控专用加工技术和精密检测技术,性能优越的刀具材料,先进的表面涂层技术,而高速钢齿轮刀具的热处理技术也是关键。近年来齿轮刀具的发展趋势和特点主要表现在以下几个方面。环保干切在齿轮加工方面已得到应用,国内外主机厂如美国格里森(Gleason)公司、日本三菱公司、国内重庆机床等均研发了专用干切滚齿机床。与传统湿切方式相比,干切方式不需要冷却液,既环保又降低了滚齿加工成本,干切方式还可以采用更高的切削速度,提高加工效率。按照干切机床的加工要求,各主要工具厂家均研发了环保干切滚刀,例如格里森(Gleason)公司、不二越(NACHI)公司、SU公司、汉江工具等,环保干切滚刀按材料分有整体硬质合金滚刀、硬质合金可转位滚刀、粉末冶金高速钢滚刀。整体硬质合金滚刀一般用于模数小于2mm的齿轮,精度可达AAA级,切削速度可达250m/min以上;硬质合金可转位滚刀一般用于模数大于6~45mm的齿轮,主要用于磨前粗切,切削速度可达120~150m/min;粉末冶金高速钢滚刀一般模数范围更宽,可涵盖所有模数范围,这类刀具均采用高性能粉末冶金高速钢制造,刀具韧性好,加工难度小,其结构特点是小径加长结构,减少进刀出刀时间,并进行串刀,提高了刀具耐用度和加工效率,采用粉末冶金材料和高性能涂层,切削速度可达150~200m/min,精度DINAA级或GBAA级。环保干切必将成为切齿加工的主要方式。齿轮刀具硬质合金化在传统意义上,齿轮刀具材料一般是高速钢(高性能粉末冶金高速钢也已普遍应用),随着硬质合金材料的发展和加工技术的进步,硬质合金刀具比例越来越高,在欧洲发达国家已高达70以上,近年来国内外各刀具厂商如格里森(Gleason)、肯纳金属(Kennametal)、菲特(Fette)、英格索尔(Ingersoll)、山特维克可乐满(SandvikCoromant)研发了各种硬质合金可转位齿轮刀具,大大提高了齿轮加工效率,也大大提高了刀具寿命。可转位硬质合金齿轮滚刀,头数1或2头,刀片可转位2次或4次使用,模数范围m5.5~m40,和高速钢滚刀相比,这类刀具切削速度更高可达100~150m/min(同类高速钢镶片滚刀切削速度仅为30m/min),干切,切削效率提高1~3倍。除大模数可转位合金滚刀外,SandvikCoromant还研发了m5~m8的机夹式硬质合金滚刀,不同的是滚刀每个刀齿采用一个刀片,装配精度可达DINB级,结构新颖。在小模数(m<2)齿轮加工方面,已开发了系列整体硬质合金滚刀,精度AAA~A级,切削速度可达250m/min以上,与此同时,以上公司还研发了硬质合金可转位齿轮铣刀,既可用于外齿轮加工,又可高效加工内齿轮,特别是风电行业大型内齿圈的高效加工,除用于粗切外,还可直接精切齿轮,加工精度可稳定达GB8级,这也说明硬质合金刀片制造技术的进步,模数范围m6~m40,切削速度也可达到100~150m/min,切削效率提高1~3倍。值得一提的是在国内外,CBN、PCD等超硬刀具也得到了越来越多的应用,也会成为未来刀具发展的方向。...
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